来自北京航空航天大学生物医学工程学院，香港理工大学，李宁公司的研究人员发表了题为“Why Do Woodpeckers Resist Head Impact Injury: A Biomechanical Investigation”的文章，揭开了啄木鸟能够高速撞击树干而不受损伤的秘密，这项饶富趣味的成果公布在PLoS ONE杂志上，并引起了国内外媒体，如BBC，Dallas News等多方关注与报道。
文章的通讯作者是北京航空航天大学“生物力学与力生物学”教育部重点实验室樊瑜波教授，和香港理工大学的张明教授。其中樊瑜波教授早年毕业于北京大学，目前主要从事生物医学工程、生物力学、组织工程、航天航空生物医学工程、康复工程研究。
头部是中枢神经系统即大脑所在部位，交通、体育运动等领域事故及航空救生中损伤种类研究表明头部损伤是导致人体重伤甚至死亡的主要原因之一。而大自然中的啄木鸟，啄木时其瞬间加速度可高达1000～2000g，每次撞击频率18-22赫兹，每天可撞击12,000次，但在这过程中它却能“毫发无损”。
在这篇文章中，研究人员进行了一连串的实验和电脑模拟分析，他们利用运动生物力学观测、解剖形态学、材料力学特性分析、有限元应力分析等方法全面分析了啄木鸟撞击树干的过程。
研究过程主要采用了两台同步高速摄像机捕捉啄木鸟的头部动作，并利用尖端的重力感应器测量啄木鸟啄食动作的推撞力。另外还采用机械测试系统与微型电脑扫瞄分析啄木鸟头部的机械特性与宏观及微观结构，从而建立啄木鸟头部与撞击反应的电脑分析模型。
基于上述研究，研究人员解开了啄木鸟头部每天剧烈运动却没有令其大脑受伤的内在秘密。原来啄木鸟避免其头部受伤的主要因素有三个。
其一，啄木鸟的头盖骨上有一层舌骨的循环结构，它如同安全带一样起着保护作用。其二，啄木鸟的嘴部上下两半不平坦，这不对称结构降低了由嘴尖传输至大脑的冲击力量；其三，头盖骨中不同点的“海绵状”骨骼结构缓冲了冲击力，因而保护脑部。
研究人员表示，以上三个综合因素共同发挥的作用才可保证了啄木鸟的啄食动作对头部不会产生任何伤害，缺一不可。
对于啄木鸟头部抗冲击的生物力学机制的深入研究将有助于交通事故、航空救生等领域人体头部冲击性损伤机制的认识及防护措施、设备的改进。但是，研究人员也表示在把这一生物机制应用于人类保护装置设计和行业设计之前，需要进行更多以数据为基础的研究。
（生物通：万纹）
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